肠道屏障—在肠道上皮内防御有害物质，几种高度特化的细胞参与细胞再生、消化、营养吸收和免疫监测（图1）。胃肠道也是多种细菌、真菌、原生动物和病毒的家园，它们排列在肠道远端的壁上，这种微生物群通过竞争排斥和分泌天然抗菌化合物、挥发性脂肪酸和有机酸来防止病原菌的生长，它主要由革兰氏阳性菌组成，但也存在革兰氏阴性菌，并且它们的丰度在远端更高。
图1–保护动物免受病原体、毒素和其他有害物质影响的肠道屏障元元素。
动物生产中不可避免的压力
动物的压力可以定义为任何破坏其稳定内部平衡的因素。压力会产生生物反应来恢复平衡。我们可以区分家禽业中的四种主要压力类型：
技术或管理相关的
环境
营养
内部压力
—与动物的健康状况和健康挑战相关，通常，压力反应无法成功恢复体内平衡，那么福利、健康和生产力就会受到损害。此外，所有类型的应激都需要改变代谢，从而偏离资源的使用，也会导致肠道完整性的破坏，降低屏障功能的功效，并诱发管腔和全身炎症。
在实际家禽生产中，多种应激因素同时发生，并具有相加或协同效应，导致更高的损失。
触发管腔内毒素的应激因素
图2—肉鸡在不同的热应激挑战后，全身LPS增加（与非应激对照组相比）：16℃增加2、5和10小时（Huang等人，2018）；9℃持续升高24小时和72小时（Nanto Hara等人，2020年）；10℃连续3天和10天，15℃连续3天和10天每天4小时（Alhenaky等人，2017年）。
图3——健康动物和生态失调动物之间主要肠道特征的差异（改编自Kogut，2013）。
在临床和亚临床坏死性肠炎（NE）中，革兰氏阴性菌（包括沙门氏菌和大肠杆菌）的肠道菌群也增加（图4）。与病原体相关的病变损害了上皮通透性和肠道屏障功能，导致细菌和LPS（图5）转移到血液和内脏器官中。
图4—NE激发后特定细菌数量的增加（改编自Liu等人，2018年）。
图5 NE激发后系统性LPS的增加(与健康对照组相比)(改编自Chen等人，2015年，Li等人，2018年);刘志强等，2018)。
动物的反应：LPS的解毒和清除
LPS的中和可以通过动物使用不同的内部机制来实现：
² 结合脂多糖的分子的分泌
肠道细胞分泌抗菌肽（AMP），其中一些由于其阳离子性质可以结合带负电的LPS；一旦与AMPs结合，LPS就不再能够引发炎症。
LPS结合蛋白（LBP）产生于肝脏以及肺和肠的上皮细胞，与LPS形成高亲和力复合物，并将其输送至CD14共受体，提醒免疫系统注意内毒素的存在。在高浓度的血LPS中，LBP的行为不同：它通过将LPS与CD14分离并将LPS转移到中和LPS的脂蛋白分子来降低LPS活性。这些措施有助于在高LPS挑战中预防感染性休克。
² 通过促进脂质A的降解而降低其活性的酶
是由免疫细胞产生的宿主酶酰氧基水解酶（AOAH）调节的革兰氏阴性细菌感染。AOAH主要在肝脏和脾脏中通过脱酰化LPS（从脂质A中去除脂肪酸第二链中的酰基链）发挥作用，产生无法启动任何信号的LPS结构。
在肠道和肝脏中，碱性磷酸酶（ALP）通过使脂质A的二磷酸部分去磷酸化来解毒LPS。这样，LPS就不会被其一个共同受体识别，因此不再激活炎症反应。
² LPS通过肝脏的解毒
当LPS穿过肠道屏障时，它通过门静脉直接进入肝脏，主要的解毒过程通过AOAH和ALP等酶发生。之后，与胆汁酸共同排泄到十二指肠。
患有脂肪肝疾病的动物更容易感染LPS，表现出炎症，甚至更严重的肝损伤。
宿主的适应肠道粘液层提供了保护上皮细胞的物理屏障。LPS上调Muc2的表达，Muc2是构成粘蛋白的蛋白质之一。
这些机制对动物来说代价高昂，因为它们需要调动资源。
使用健康的肠道细胞系模型来研究现有有害物质的机制及其缓解策略是一种有利的方法，因为可以在不同物种中推断其影响。CREA食品与营养研究中心（罗马）利用IPEC-J2细胞模型进行的一项研究证明，EW营养公司的一种产品—Mastersorb Gold（MS）—在与LPS挑战相结合时可减少炎症。该实验测量了NF-kB的免疫荧光，NF-kB是一种参与炎症途径的蛋白质复合物（如图6中的红色区域所示），以及IL-8，一种促炎症细胞因子，与LPS激发的细胞相比，在接受LPS+MS的细胞中，IL-8降低了40%。图6——经LPS激发或未经LPS激发以及经MS激发和未经MS激发处理的IPEC-J2细胞中NF-kB（P-p65）的免疫荧光。红色：P-p65-TRITC（四甲基罗丹明）。绿色：闭塞素FITC（荧光素-5-异硫氰酸酯）。蓝色：核DAPI（4′，6-二氨基-2-苯基吲哚）。
图6—经LPS激发或未经LPS激发以及经MS激发和未经MS激发处理的IPEC-J2细胞中NF-kB（P-p65）的免疫荧光。红色：P-p65-TRITC（四甲基罗丹明）。绿色：闭塞素FITC（荧光素-5-异硫氰酸酯）。蓝色：核DAPI（4′，6-二氨基-2-苯基吲哚）
应激引起的内毒素血症可以减轻
如上所述，在较高的应激条件下，LPS可以穿过肠道屏障并产生全身炎症，导致家禽经营中更大的性能和盈利损失。
然而，在饲料解决方案中，例如那些在胃肠道结合内毒素的物质，有助于减轻LPS和其他毒素在动物生产中的负面影响。
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